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Patent Searching and Data


Title:
APEX FOR AN OPTICAL WAVEGUIDE ASSEMBLY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/104897
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an apex (1, 1', 1 ") for an optical waveguide assembly (2), which guides light (3) for a therapeutic treatment from a proximal end (PE) to a distal end (DE), wherein said apex brings together light from more than one light source (LD) in the region of the treatment site, and wherein light from a first source (LD) is therapeutic light, and light from a second source is light for detection, and wherein said apex brings together more than one optical waveguide (4, 5) at the treatment site. According to the invention, at least one diffractive element is provided within the apex (1, 1'), which decouples the light (3) out of the apex (1, 1').

Inventors:
HUFNAGEL WOLFGANG (DE)
Application Number:
PCT/IB2019/059740
Publication Date:
May 28, 2020
Filing Date:
November 13, 2019
Export Citation:
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Assignee:
HUFNAGEL WOLFGANG (DE)
International Classes:
G02B6/02; A61B18/24; G02B6/42
Domestic Patent References:
WO2018219391A12018-12-06
Foreign References:
US20100185187A12010-07-22
EP2301439A12011-03-30
US20020045811A12002-04-18
US20090005773A12009-01-01
DE102017104673A12018-09-06
DE102017111708A12018-12-20
Attorney, Agent or Firm:
DR. WENZEL, Stephan (DE)
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Claims:
Apex für eine Lichtwellenleiteranordnung

P A T E N T A N S P R U C H E

1. Apex (1 , 1 1 ") für eine Lichtwellenleiteranordnung (2), die Licht (3) für eine therapeutische Behandlung des menschlichen oder tierischen Körpers von einem proximalen Ende (PE) zu einem distalen Ende (DE) leitet, wobei dieser Licht von mehr als einer Lichtquelle (LD) im Bereich des Be handlungsorts zusammenführt, und wobei

Licht einer ersten Quelle (LD) therapeutisches Licht ist, und

Licht einer zweiten Quelle Licht zur Detektion eines physikalischen Pa rameters im Bereich des Behandlungsorts ist,

und wobei

dieser mehr als einen Lichtwellenleiter (4, 5) mit verschiedenen Funk tionen am Behandlungsort zusammenführt, wobei

eine erste Aussparung (4') für einen ersten Lichtwellenleiter (4) inner halb des Apex (1 , 1 ') angeordnet ist, und wobei

eine zweite Aussparung (5') für einen zweiten Lichtwellenleiter (5) in nerhalb des Apex (1 , 1 ') angeordnet ist,

dadurch gekennzeichnet, dass

innerhalb des Apex (1 , 1 ') mindestens ein Sensorelement, beispielsweise in Form eines diffrakti- ven Elements in Form eines integriert oder freiraumoptischen Gitters oder eine optische Kavität mit mindestens zwei Grenzflächen, zum Beispiel in Form eines Interferometers oder eines polarisationsabhän gigen Waveplate-Retarders, und/oder einer Messeinheit für Oberflä chenplasmonen gemäß einer Otto- oder Kretschmann-Anordnung

und

wahlweise kein oder mindestens ein Element ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus

ein als Linse wirkendes refraktives Element, beispielsweise in Form von Volumenstrukturen mit refraktiven Oberflächen, wie z.B. Linse, Prismen, Spiegel oder Kavitäten oder in Form von Axi ko n Strukturen, wie Kegel (10) oder Kegelstümpfe (1 1 ),

ein als Diffusor wirkendes Element (12),

ein als Linse, Spiegel oder Prisma wirkendes reflektives Element (13)- vorhanden ist, wobei

das mindestens eine Sensorelement, beispielsweise in Form eines dif- fraktiven Elements in Form eines integriert oder freiraumoptischen Git ters oder eine optische Kavität mit mindestens zwei Grenzflächen, zum Beispiel in Form eines Interferometers oder eines polarisationsabhän gigen Waveplate-Retarders, und/oder einer Messeinheit für Oberflä chenplasmonen gemäß einer Otto- oder Kretschmann-Anordnung und

das wahlweise aus der Gruppe vorhandene Element einzeln oder zusammenwirkend Licht (3) aus dem Apex (1 , 1 ') auskoppeln bzw. zur sensorischen Messeinheit zurückleiten, wobei

der Apex die in ihm befindlichen Elemente hermetisch dicht abschließt und einen Flüssigkeitseintritt sicher verhindert.

2. Apex nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

die erste Aussparung (4') für einen ersten Lichtwellenleiter (4) vorgesehen ist, der Licht (3) zur Behandlung des tierischen oder menschlichen Körpers (K) leitet, wie zum Beispiel

Laserlicht zur Behandlung von Epilepsie und weiteren neurologischen Applikationen

Laserlicht zur Behandlung der renalen Denervation

Laserlicht zur Behandlung von benignen Schilddrüsenknoten

Laserlicht für die Verödung von Blutgefäßen (BG), oder

Laserlicht zur Behandlung eines Glaukoms, oder

Laserlicht zur Therapie von Tumoren, z.B. im urologischen Bereich, im Bereich der Bauchspeicheldrüse, in der Lunge oder in anderen Berei chen des Körpers

Laserlicht zur Behandlung von Schilddrüsenknoten,

Laserlicht zur Behandlung eines koronaren Totalverschlusses (engl.: Coronary Total Occlusion, CTO), oder

Laserlicht zur Lipolyse, wobei der erste Lichtwellenleiter (4) bevorzugt ein Lichtwellenleiter auf Ba sis einer Multimodefaser (MMF) ist, und

die zweite Aussparung (5') für einen zweiten Lichtwellenleiter (5) vorgese hen ist, der Licht zur Messung der Temperatur und/oder des Drucks im Be reich des Apex (1 , 1 ') über ein optisches Sensorelement (OS), ausgesucht aus der Gruppe bestehend aus

ein Faser-Bragg-Gitters, und/oder

ein integriert oder freiraumoptischen Gitter und/oder

eine optische Kavität mit mindestens zwei Grenzflächen, zum Beispiel in Form eines Interferometers oder eines polarisationsabhängigen Waveplate- Retarders, und/oder

einer Messeinheit für Oberflächenplasmonen gemäß einer Otto- oder Kretschmann-Anordnung leitet,

wobei der zweite Lichtwellenleiter (5) bevorzugt ein Lichtwellenleiter auf Ba sis einer Singlemodefaser (SMF) ist.

3. Apex nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass

der zweite Lichtwellenleiter (5) polarisationserhaltende Eigenschaften auf weist.

4. Apex nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine weitere Aussparung (6') für einen weiteren Lichtwellenleiter (6) innerhalb des Apex (1 , 1 ') angeordnet ist, wobei die weitere Aussparung (6') bevorzugt eine andere Tiefe des Apex (1 , 1 ') reicht als die zweite Aus sparung (5').

5. Apex nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass dieser eine atraumatische Form aufweist, wobei die atraumatische Form bevorzugt ein kreisförmiges oder elliptisches Profil (P) aufweist und bevor zugt eine runde, atraumatische distale Spitze (S) hat.

6. Apex nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die atraumatische distale Spitze (S) abgewinkelt ist, um durch Verdrehen eine Einführung in eine Abzweigung des menschlichen oder tierischen Blut systems zu vereinfachen.

7. Apex nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass dieser aus einem temperaturstabilen und biokompatiblen Material herge stellt ist, durch direkte Verfahren, wie zum Beispieldurch ein Sol-Gel- Verfahren oder durch 3D-Druck oder durch Laserablation oder durch 2- Photonenabsorption, z.B. in Quarzglas oder aus hoch-temperaturstabilen transparenten Polymeren oder aus Ormoceren, oder der Apex indirekt gefertigt ist über Formeinsätze und Abformverfahren.

8. Apex nach einem der Ansprüche 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet, dass

dieser einschließlich der enthaltenden optischen Elemente und darin eintre tenden Lichtwellenleiter vollkommen geschlossen (hermetisch abgeschlos sen) und auch im Kapillarbereich durch monolithische Gestaltung oder durch Verklebung und/oder durch Versiegelung auch der Kapillaren gegen über Flüssigkeitseintritt gesichert ist, bevorzugt

dieser aus mindestens zwei direkt oder durch Abformung gefertigten Einzel teilen zusammengesetzt ist, in welche beim Prozess des Zusammenfügens die vorgesehenen Fasern eingelegt wurden und Apex-Einzelteile und Fa sern miteinander verklebt oder thermisch verschweißt sind.

9. Apex nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

dadurch gekennzeichnet, dass

die verschiedenen Elemente (10, 1 1 , 12, 13) Licht (3)

nur radial bezüglich der Längsachse des Apex (1 , 1 ') auskoppeln, so dass sich eine ringförmige Abstrahlcharakteristik ergibt,

nur seitlich bezüglich der Längsachse des Apex (1 , 1 ') auskoppeln, so dass sich eine etwa kegelförmige Abstrahlcharakteristik in radialer Richtung aus bildet, nur radial bezüglich der Längsachse des Apex (1 , 1 '), jedoch diffus auskop peln, so dass sich eine zylindrische Abstrahlcharakteristik ergibt, die in ei nem Abstrahlwinkelbereich von 30° bis 360° einstellbar ist, oder nur axial bezüglich der Längsachse des Apex, so dass sich eine etwa kegel förmige Abstrahlcharakteristik in axialer Richtung ergibt.

10. Apex nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine als Diffusor wirkende Element (12) nanoskalige Streu partikel (SP) oder Oberflächen aufweist, deren mittlere Korngröße kleiner 100 nm ist, wobei bevorzugt eine enge Korngrößenverteilung vorgesehen ist mit einer Standardabweichung des Korndurchmessers von weniger als 20 nm.

1 1 . Apex nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die die Anordnung und Größe der optischen Elemente auf der optischen Achse des Apex die Lichtverteilung bestimmt, so dass jedem optischen Element eine bestimmte Lichtmenge / Lichtleistung zugeführt wird.

12. Apex nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass durch einen Lichtmischer, wie einem Multimode-Wellenleiter-Combiner am distalen oder am proximalen Ende verschiedene Lichtquellen miteinan der kombiniert werden, wo beispielsweise kurzwelliges Licht für ablative Prozesse im zu behandelnden Gewebe eingemischt wird langwelliges Licht eingemischt wird, um licht- und/oder wärmeinduzierte Apoptoseprozesse im zu behandelnden Gewebe zu induzieren.

13. Chirurgisches Handstück (100, 1 10),

aufweisend einen Apex (1 , 1 ', 1 ") nach einem der Ansprüche 1 bis 8.

14. Katheter (120),

aufweisend einen Apex (1 , 1 ', 1 ") nach einem der Ansprüche 1 bis 8.

15. Lasereinheit (200) zur Behandlung des menschlichen oder tierischen Kör pers mit Licht (3), aufweisend

mindestens einen Apex (1 , 1 1 ") nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mindestens eine Laserlichtquelle (LD), und

mindestens eine Sensoreinheit (SE),

wobei die Sensoreinheit (SE) physikalische Zustände im Bereich des Apex (1 , 1 ') über den zweiten oder weiteren Lichtwellenleiter (5, 6) misst, wobei bevorzugt die mindestens eine Laserlichtquelle (LD) zusammen mit der mindestens einen Sensoreinheit (SE) und einer Regeleinheit (RE) eine Regelstrecke bildet, so dass die Regeleinheit (RE) die Strahlungsleistung der mindestens einen Laserlichtquelle (LD) über eine Rückkopplung durch die Sensoreinheit (SE) regelt.

16. Lasereinheit nach Anspruch 15,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Sensoreinheit (SE) ein Spektrometer ist, die Licht aus dem zweiten oder weiteren Lichtwellenleiter (5, 6) in seine spektralen Bestandteile zerlegt oder interferometrisch und/oder polarisationsabhängig und/oder intensitätsab hängig auswertet, wobei

die Regeleinheit (RE) in Abhängigkeit der für die Messung eines physikali schen Parameters sich ändernden reflektierten Lichtinformationen die Leis tung des Laserlichtes der mindestens einen Laserlichtquelle (LD) regelt.

17. Lasereinheit nach einem der Ansprüche 15 oder 16,

dadurch gekennzeichnet, dass

eine weitere Vorrichtung die Betriebsparameter der Regeleinheit über einen zusammenhängenden Behandlungszeitraum als Mess- und Betriebsproto koll aufzeichnet und mit einem Zeitstempel versieht, wobei das Mess- und Betriebsprotokoll in Realzeit oder nach abgeschlossener Behandlung mit Hilfe einer digitalen Signatur versehen wird, wahlweise in einer öffentlichen Blockchain zur nichtveränderlichen Dokumentation aufgenommen wird.

Description:
Apex für eine Lichtwellenleiteranordnung

Die Erfindung betrifft einen Apex für eine Lichtwellenleiteranordnung, die Licht für eine therapeutische Behandlung des menschlichen oder tierischen Körpers von einem proximalen Ende zu einem distalen Ende leitet, wobei dieser Licht von mehr als einer Lichtquelle im Bereich des Behandlungsorts zusammenführt, und wobei Licht einer ersten Quelle therapeutisches Licht ist, und Licht einer zweiten Quelle Licht zur Detektion eines physikalischen Parameters im Bereich des Be handlungsorts ist, und wobei dieser mehr als einen Lichtwellenleiter mit verschie denen Funktionen am Behandlungsort zusammenführt, wobei eine erste Ausspa rung für einen ersten Lichtwellenleiter innerhalb des Apex angeordnet ist, und wobei eine zweite Aussparung für einen zweiten Lichtwellenleiter innerhalb des Apex angeordnet ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein chirurgisches Hand stück, einen Katheter und eine Lasereinheit aufweisend diesen Apex.

Hochenergetisches Laserlicht wird seit einigen Jahren vermehrt in zahlreichen Anwendungsbeispielen therapeutisch eingesetzt. So wird Laserlicht eingesetzt als Skalpellersatz, aber auch zum Therapieren von Tumoren oder zum Therapie ren von entzündlichen Prozessen. Schließlich werden Gefäße mit Hilfe von La serstrahlung verödet, wenn dies notwendig ist, oder Gefäße werden durch ablati- ve Therapie nach krankheitsbedingtem Verschluss wieder geöffnet. Die Anzahl der therapeutischen Einsatzmöglichkeiten erhöht sich stetig. Um Laserlicht, das zur Ablation oder zum Schneiden des je nach Behandlungstechnik des korres pondierenden Gewebes eingesetzt wird, an den Applikationsort zu leiten, ist es bekannt, das Laserlicht mit Hilfe von Lichtwellenleitern zur Verfügung zu stellen, wobei am Ende des Lichtwellenleiters eine speziell an die Applikation angepasste Lichtwellenleiterspitze, der sogenannte Apex, angeordnet ist. Diese Lichtwellen leiterspitze oder dieser Apex weist je nach Einsatzart eine spezielle Form auf, die durch entsprechende Formung des distalen Endes an die therapeutischen Be sonderheiten angepasst werden kann.

In der nachveröffentlichen deutschen Patentanmeldung 10 2017 104 673.9 wird ein Apex für einen Lichtwellenleiter gelehrt, der zur Therapie des Glaukoms ge eignet ist und spezielle sphärisch-konkave Flächen zum Aufsetzen auf die Sklera des menschlichen Auges aufweist.

In der nachveröffentlichten deutschen Patentanmeldung 10 2017 1 11 708.3 wer den verschiedene Apizes für einen Lichtwellenleiter gelehrt, die für die minimalin vasive Chirurgie eingesetzt werden können.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein universelles System zum therapeutischen Ein satz von Licht zur Verfügung zu stellen, welches eine Vielzahl von therapeuti schen Einsätzen ermöglicht, also vielseitig ist und dabei noch das Messen von physikalischen Parametern in Echtzeit erlaubt.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst durch einen Apex nach An spruch 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen zu Anspruch 1 angegeben.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auch gelöst durch ein chirurgisches Hand stück nach Anspruch 13, ein Katheter nach Anspruch 14 und ein Lasersystem nach Anspruch 15, alle aufweisend einen solchen Apex.

Nach der Erfindung ist also vorgesehen, dass der Apex verschiedene Funktionen gleichzeitig erfüllt. Der Apex soll hochenergetisches Licht, also Licht mit hoher optischer Energiedichte für den therapeutischen Einsatz zum Behandlungsort leiten. Unter "hoher optischer Energiedichte" wird eine Energiedichte verstanden, die dazu ausreicht, bei einer Bestrahlungsstärke E, gemessen in W/m 2 , bei einer typischen therapeutischen Anwendung aus einer Entfernung von bis zu 5 cm vom Behandlungsort und einem Austrittswinkel des Lichts kleiner oder gleich 90° menschliches oder tierisches Gewebe thermisch so stark aufzuheizen, dass es sich verändert oder optisch so stark zu belichten, dass optisch induzierte Apopto- se-Effekte der beleuchteten Zellen oder Koagulation, Ablation, Verdampfen oder andere therapeutische Effekte eintreten. Der Apex soll aber auch Licht aus einer weiteren Lichtquelle zur Messung von physikalischen Parametern an den Be handlungsort leiten, dort reflektieren, wobei die Reflexion durch optische Senso relemente geschieht, z.B. in Form eines optischen Gitters, welches in Form eines integriert optischen oder freiraumoptischen Gitters oder eines Fiber-Bragg-Gitters als optisches Sensorelement geformt sein kann, in Form einer optischen Kavität mit mindestens zwei Grenzflächen, z.B. in Form eines Interferometers oder eines polarisationsabhängigen Waveplate- Retarders, oder in einer Messeinheit für Oberflächenplasmonen gemäß einer Otto- oder Kretschmann-Anordnung, wobei sich die sensorisch aktiven Elemente bei Änderung eines zu messenden physika lischen Parameters in nachvollziehbarer Weise und in Abhängigkeit der Größe des Parameters verändern. Die Änderung der Gitterkonstante des optischen Git ters, beispielsweise des integriert optischen oder freiraumoptischen Gitters oder des Fiber-Bragg-Gitters als optisches Sensorelement bzw. die Änderung des Ab stands der Grenzflächen in der Kavität bzw. die Änderung in der Absorption beim Oberflächenplasmonen-Sensor führen schließlich zu einer Observablen, die sich auf den am Behandlungsort herrschenden physikalischen Parameter zurückfüh ren lässt. In einer zuvor erwähnten "integrierten Optik" wird Licht in Wellenleitern (wie zum Beispiel in Fasern, Wellenleiterchips) geleitet. Hingegen wird in der Freiraumoptik, zu der die diffraktive (optische Gitterstrukturen) und refraktive (Linsen, Prismen, Spiegel, etc.) Freiraumoptik gehören, Licht an freien optischen Elementen reflektiert, gebrochen, gebeugt, gestreut, kollimiert, fokussiert, etc.

Der erfindungsgemäße Apex kann auf verschiedene Weise aufgebaut sein. So ist es möglich, sämtliche Lichtwellenleiterfunktionen, wie das Leiten von hochener getischem Licht für die Therapie und das Leiten und Rückführen von Laserlicht für die Messung von physikalischen Parametern in einer Faser zu vereinen, oder aber, es ist möglich, verschiedene Fasern erst im Apex zusammenzuführen.

Beim Aufbau des Apex als Teil der Spitze einer Faser mit verschiedenen Funkti onen, kann die Faser ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus: ein koaxi aler oder exzentrischer Lichtwellenleiter auf Basis einer Multimodefaser, die eine koaxial oder exzentrisch umschlossene Singlemodefaser mit optional einge schriebenen optischen Gittern, zum Beispiel in Form von Fiber-Bragg-Gittern als optisches Sensorelement enthält, wobei die Singlemodefaser von der Multimode faser durch ein Cladding getrennt ist, ein koaxialer oder exzentrischer Lichtwel lenleiter auf Basis einer Multimodefaser mit optional eingeschriebenen optischen Gittern, zum Beispiel in Form von Fiber-Bragg- Gittern, und eine Trägerfaser, die eine von einem ersten Cladding umschlossene Multimodefaser und eine von ei nem zweiten Cladding umschlossene Singlemodefaser aufweist, wobei die Sin glemodefaser ein oder mehrere optional eingeschriebene optische Gitter, zum Beispiel in Form von Fiber-Bragg-Gittern als optisches Sensorelement enthält.

Der Apex kann aber auch anders aufgebaut sein, in dem dieser erst am Behand lungsort verschiedene, voneinander unabhängige Lichtwellenleiter zusammen führt. In diesem Fall ist vorgesehen, dass der Apex mehr als einen Lichtwellenlei ter mit verschiedenen Funktionen am Behandlungsort zusammenführt, wobei ei ne erste Aussparung für einen ersten Lichtwellenleiter innerhalb des Apex ange ordnet ist, und wobei eine zweite Aussparung für einen zweiten Lichtwellenleiter innerhalb des Apex angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass min destens ein Element vorhanden ist, das ausgesucht ist aus der Gruppe beste hend aus: ein refraktives Element, bespielsweise in Form von Volumenstrukturen mit refraktiven Oberflächen, wie z.B. Linsen, Prismen oder Spiegel, oder in Form von Axikonstrukturen, wie Kegel oder Kegelstümpfe und ähnliche Strukturen, ein diffraktives Element, basierend auf mikro- und/oder nanoskaligen Strukturen, und ein als Diffusor, basierend auf mikro- und/oder nanoskaligen Strukturen, wirken des. Der Aufbau kann so nach Belieben gewählt werden, so dass das zur Thera pie eingesetzte Licht radial als Ring austritt, seitlich mit einer Vorzugsrichtung austritt, oder diffus austritt, dabei aber ein zylindrisches (360°) oder ein teilzylind risches (<360°) Abstrahlprofil aufweist. Je nach Art des therapeutischen Einsat zes kann der Apex individuell für den Einsatzzweck gestaltet werden. Je nach Einsatzart kann also vorgesehen sein, dass die verschiedenen Elemente nur ra dial bezüglich der Längsachse des Apex auskoppeln, so dass sich eine ringför- mige Abstrahlcharakteristik ergibt, nur seitlich bezüglich der Längsachse des Apex auskoppeln, so dass sich eine etwa kegelförmige Abstrahlcharakteristik in radialer Richtung ausbildet, nur radial bezüglich der Längsachse des Apex, je doch diffus auskoppeln, so dass sich eine zylindrische (<=360°) Abstrahlcharak teristik ergibt, oder nur axial bezüglich der Längsachse des Apex, so dass sich eine etwa kegelförmige Abstrahlcharakteristik in axialer Richtung ergibt. Die Ab strahlcharakteristik wird bestimmt durch den therapeutischen Zweck. Die axiale Abstrahlung ist beispielsweise geeignet zur lichtinduzierten Öffnung von totalver schlossenen Koronargefäßen (engl.: Coronary Total Occlusion, CTO), in dem die Lichtwellenleiteranordnung bis kurz vor den koronaren Verschluss geschoben wird und dort der Verschluss ablativ, das bedeutet durch Verschmelzen, Ablatie- ren oder Abtragen des verschließenden Pfropfens, geöffnet wird.

Ein weiterer Verwendungszweck des Systems kann unter anderem die Behand lung der gutartigen Prostatahypertrophie (BPH) sein. Mit dem Lasersystem wird urologisches Weichgewebe innerhalb der Prostata unter bildgebenden Verfahren wie Magnetresonanztomographie (MRT) oder Ultraschall (US) oder einem belie bigen chirurgischen Navigationssystem oder ohne Anleitung bestrahlt. Das Sen sorelement im Apex erkennt die physikalischen Veränderungen in der Anwen dungszone, wo therapeutisches Licht auskoppelt, wie z.B. Temperatur und/ oder Druck. Ein an den sensorischen Lichtleiter angeschlossene Interrogator erfasst diese Daten in Echtzeit. Die Schnittstelle zwischen Interrogator und Laservorrich tung ermöglicht die Steuerung mindestens einer der therapeutischen Lichteigen schaften wie Intensität, Wellenlänge, Frequenz usw. Die Grenzen der gewünsch ten Therapieparameter wie maximale Gewebetemperatur und/oder anwendbare therapeutische Lichtintensität können durch den Operateur/Chirurg, bzw. einen Facharzt, festgelegt werden. Daraus folgt, dass der gewünschte therapeutische Effekt, wie z.B. Nekrose oder Apoptose oder Koagulation oder Ablation, sicher und geschützt realisiert werden können, um Nebenwirkungen, wie z.B. Verlet zungen an Nervenbündeln, z.B. im Rektal bereich, zu vermeiden. Das erworbene Therapieprotokoll, bestehend aus Informationen wie Zeit- und Temperaturverlauf im Zielgewebe, wird gespeichert und kann unmittelbar in die Patientenakte ein- gehen. Diese Daten können online eingesehen und/oder gesichert über Block- chain, Zeitstempel und/oder andere relevante kryptografische Verfahren mit ho her Datensicherheit bereitgestellt werden.

In Kombination mit dem Einsatz von mindestens einem ersten Lichtwellenleiter, der hochenergetisches Licht zum Behandlungsort leitet, und mindestens einem zweiten Lichtwellenleiter, über den physikalische Parameter gemessen werden können, wie beispielsweise durch Einsatz einer Singlemodefaser mit optional eingeschriebenen optischen Gittern, zum Beispiel in Form eines Fiber-Bragg- Gitters als optisches Sensorelement, oder eines direkt in den Apex eingeschrie benen optischen Gitters entsteht ein System mit sehr breitem Einsatzspektrum.

In einer ersten Variante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die erste Aus sparung für einen ersten Lichtwellenleiter vorgesehen ist, der Licht zur Behand lung des tierischen oder menschlichen Körpers leitet, wie zum Beispiel Laserlicht für die Verödung von Blutgefäßen, oder Laserlicht zur beispielsweisen Behand lung eines Glaukoms, oder Laserlicht zur beispielsweisen Therapie von Tumoren im urologischen Bereich unter Auslösung einer lichtinduzierten Apoptose, Laser licht zur Behandlung eines koronaren Totalverschlusses (engl.: Coronary Total Occlusion, CTO), Laserlicht zur Behandlung von Schilddrüsenknoten oder Laser licht zur Lipolyse, wobei der erste Lichtwellenleiter bevorzugt ein Lichtwellenleiter auf Basis einer Multimodefaser ist, in koronaren Bereichen oder im Gehirn, wo viele Krümmungen überwunden werden müssen, aber auch als Singlemodefaser, bevorzugt als photonische Kristallfaser ausgeführt sein kann, und die zweite Aus sparung für einen zweiten Lichtwellenleiter vorgesehen ist, der Licht zur Messung der Temperatur und/oder des Drucks im Bereich des Apex durch ein optisch Sensorelement, z.B. ein optisches Gitter, welches in Form eines integriert opti schen oder freiraumoptischen Gitters oder eines Fiber-Bragg-Gitters geformt sein kann, oder in Form einer optischen Kavität mit mindestens zwei Grenzflächen, leitet, wobei der zweite Lichtwellenleiter bevorzugt ein Lichtwellenleiter auf Basis einer Singlemodefaser ist. Je nach Einsatzart kann es notwendig sein, nicht nur die Temperatur am Behand lungsort zu messen, sondern auch andere Parameter, wie zum Beispiel die Re- flektivität oder die Lichtstreuung des zu therapierenden Gewebes, den am Be handlungsort herrschenden pH-Wert, oder den dort herrschenden Druck. Gerade bei Therapien, die mit Hitze einhergehen, oder die eine spezifische Lichtabsorpti on des zu therapierenden Gewebes erfordern, ist es wichtig, während der thera peutischen Anwendung des Lichts diese Parameter stets zu kontrollieren. Dafür kann in einer weiteren Variante des Apex vorgesehen sein, dass mindestens eine weitere Aussparung für einen weiteren Lichtwellenleiter innerhalb des Apex an geordnet ist.

Je nach Einsatzart, zum Beispiel beim Einsatz als Katheterspitze oder zum Ein satz in Öffnungen des Körpers oder in aufgeschnittenem Gewebe ist es vorteil haft, wenn dieser eine atraumatische Form aufweist, wobei die atraumatische Form bevorzugt ein kreisförmiges oder elliptisches Profil aufweist und bevorzugt eine runde, atraumatische distale Spitze hat, durch die der Apex am Behand lungsort keine mechanischen Verletzungen hervorrufen kann. Der Apex um schließt die inliegenden Fasern hermetisch dicht, so dass keine Flüssigkeit in den Apex eindringen kann, mit Ausnahme an solchen Stellen, die speziell für eventu elle Diagnosezwecke das gezielte Eindringen von Körperflüssigkeit erlauben sol len. Die hermetische Abgeschlossenheit ermöglicht eine Regelung des therapeu tischen Lichtstrahls und zwar dergestalt, dass die Leistung des therapeutischen Lichts als Regelgröße kontrolliert wird. Als Führungsgröße eignet sich bei einer Pulsbreitenmodulation als Stellglied das Puls-Pause-Verhältnis des therapeuti schen Lichtes oder bei einer echten Leistungsregelung das Steuersignal als Stellglied für die Leistung des therapeutischen Lichtstrahls. Als Messglied wird das reflektierte Licht im sensorischen Lichtleiter verwendet, das über eine Spekt ralanalyse und/oder über eine Intensitätsanalyse einem physikalischen Parame ter zugeordnet ist. Als konkretes, aber nicht limitierendes Beispiel kann das the rapeutische Licht für eine Laserablation von Gewebe geregelt werden über eine Temperaturmessung über den sensorischen Lichtleiter, in den ein anderes Licht eingetrahlt wird. Je nach Temperatur des zu behandelnden Gewebes am Apex, die durch das therapeutische Licht am Apex als Störgröße erhöht wird, ändert sich die Gitterkonstante eines beispielsweise am distalen Ende des sensorischen Lichtleiters vorhandenes Fiber-Bragg-Gitter. Durch Analyse des durch das Fiber- Bragg-Gitter rückreflektierten Lichts lässt sich eine Temperatur eindeutig ermit teln und zur Regelung der Leistung des Lasers verwenden. Dabei wird die Leis tung des Lasers verringert, wenn das Erreichen einer bestimmten Temperatur festgestellt wird und bei Unterschreiten einer bestimmten Temperatur wird die Laserleistung wieder erhöht. Zur Optimierung dieser Regelung können bekannte Regelstrategien eingesetzt werden wie zum Beispiel eine Regelung nach dem PID-Prinzip.

Für einen speziellen Einsatzzweck als Katheterspitze kann vorgesehen sein, dass die atraumatische distale Spitze abgewinkelt ist, um durch Verdrehen eine Einführung in eine Abzweigung des menschlichen oder tierischen Blut- oder Ge fäßsystems zu vereinfachen. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Apex aus einem temperaturstabilen und biokompatiblen Material hergestellt ist, wie zum Beispiel aus durch ein Sol-Gel-Verfahren hergestelltes Quarzglas oder aus hoch temperaturstabilen Polymeren oder aus Ormoceren. Dabei kann der Apex prinzi piell direkt gefertigt werden oder aber über Formeinsätze und Abformverfahren gewonnen werden.

Des Weiteren ist in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Apex aus mindestens zwei direkt oder durch Abformung gefertigten Einzeltei len zusammengesetzt ist, in welche beim Prozess des Zusammenfügens die vor gesehenen Fasern eingelegt wurden und Apex-Einzelteile und Fasern miteinan der verklebt oder thermisch verschweißt sind. Unabhängig von der Herstellungs methode ist es von besonderem Vorteil, wenn der Apex einschließlich der enthal tenden optischen Elemente und darin eintretenden Lichtwellenleiter vollkommen geschlossen (hermetisch abgeschlossen) und auch im Kapillarbereich durch mo nolithische Gestaltung oder durch Verklebung und/oder durch Versiegelung auch der Kapillaren gegenüber Flüssigkeitseintritt gesichert ist. Dadurch kann der Apex prinzipiell wiederverwendet werden, weil keine Körperflüssigkeiten in den Apex eingetragen werden, die nicht mehr entfernt werden könnten und damit einen Einsatz bei einem weiteren Patienten unmöglich machten, ohne ein Infektionsrisi ko einzugehen. Ein noch wesentlich wichtigerer Aspekt der geschlossenen Aus führungsform ist, dass dadurch die optischen Elemente innerhalb des Apex nicht mit einem Flüssigkeitsfilm belegt werden, wodurch sich die optischen Eigenschaf ten der optischen Elemente in dem Apex verändern können, weil entweder der Brechungsindexunterschied zwischen dem Inneren des optischen Elements und der optisch wirksamen Grenzfläche des optischen Elements sich verändert oder aber die optischen Eigenschaften durch die Überlagerung mit Blut und/oder Se rum im Bereich der Lichtabsorption von Blut und/oder Serum sich verändert. Wenn gewährleistet ist, dass die optischen Eigenschaften stabil sind und sich keine optischen Grenzflächen verändern, dann kann eine hohe Präzision einge halten werden, wenn der Apex einerseits Laserlicht als therapeutisches Licht zum Gewebe führt und Wärme- oder andere Lichtstrahlung als Rückkopplung wieder aus dem Apex heraus zum proximalen Ende führt. Erst diese Präzision ermög licht es, dass als Material für den Apex beispielsweise Kunststoff verwendet wer den kann, weil durch die Rückkopplung die Leistung des Laserlichts so geregelt werden kann, dass die Temperatur am Apex die Schmelztemperatur des Apex gerade eben nicht erreicht. Aber auch bei der Verwendung von niedrigschmel zendem Glas bringt die sehr präzise Rückkopplung den Vorteil, dass Gewebe nur soweit erwärmt wird, dass in erwünschter Weise eine Apoptose des durch Ther- molyse zerstörten Gewebes eintritt. Anders als bei der Verbrennung von Gewebe kann Gewebe, das eine Apoptose durchläuft, vom Körper abgebaut werden.

Für einen weiteren speziellen Einsatzzweck kann auch vorgesehen sein, dass das mindestens eine als Diffusor wirkende Element nanoskalige Streupartikel aufweist, deren mittlere Korngröße kleiner 100 nm ist, wobei bevorzugt eine enge Korngrößenverteilung vorgesehen ist mit einer Standardabweichung des Korn durchmessers von weniger als 20 nm. Durch die nanoskalige Struktur der Streu partikel wird eine besonders gleichmäßige und diffuse Lichtstreuung verursacht, die darüber hinaus depolarisierend wirkt. Gerade beim Einsatz von Laserlicht kann die depolarisierende Wirkung das üblicherweise polarisierte Laserlicht zu diffusem, aber hochenergetischem Licht umwandeln, so dass die therapeutische Wirkung dadurch verändert wird, die gerade bei strukturiertem oder anisotrop aufgebautem Gewebe abhängig von der Lichtpolarisation ist. Die Lichtpolarisati on ist zwar für die laserinduzierte interstitielle Thermotherapie (LITT) von unter geordneter Bedeutung, bei anderen Therapien kann aber die Polarisation des therapeutischen Lichts eine wichtige Rolle spielen, wie beispielsweise bei der Aktivierung von pharmazeutisch wirksamen Substanzen erst am Behandlungsort.

Um das Licht in chirurgischen Behandlungen durch den Chirurgen einfach appli zieren zu können, kann ein chirurgisches Handstück einen Apex aufweisen, der wie vorstehend aufgebaut ist. Auch zu diagnostischen oder kombiniert diagnosti schen/therapeutischen Verfahren kann ein Katheter einen zuvor beschriebenen Apex aufweisen.

Als Gesamtsystem zum therapeutischen Einsatz von hochenergetischem Licht kommt eine Lasereinheit zur Behandlung des menschlichen oder tierischen Kör pers mit Licht in Betracht. Diese weist auf: mindestens einen zuvor beschriebe nen Apex und mindestens eine Laserlichtquelle, sowie mindestens eine Sen soreinheit. Die Sensoreinheit misst physikalische Zustände im Bereich des Apex über den zweiten oder weiteren Lichtwellenleiter. In bevorzugter Ausführungs form ist vorgesehen, dass die mindestens eine Laserlichtquelle zusammen mit der mindestens einen Sensoreinheit und einer Regeleinheit eine Regelstrecke bildet. Auf diese Weise regelt die Regeleinheit die Strahlungsleistung der mindes tens einen Laserlichtquelle über eine Rückkopplung durch die Sensoreinheit selbst. Die Sensoreinheit selbst kann angepasst sein an den Messzweck. Als vielseitig einsetzbar hat es sich herausgestellt, wenn die Sensoreinheit beispiels weise ein Interrogator, ein Spektrometer oder eine optische beziehungsweise opto-elektronische Filteranordnung ist, die Licht aus dem zweiten oder weiteren Lichtwellenleiter in seine spektralen Bestandteile zerlegt oder interferometrische und/oder polarisationsabhängige Informationen auswerten kann. Dabei kann die Regeleinheit in Abhängigkeit der für die Messung eines physikalischen Parame ters sich ändernden Spektralbestandteile und/oder der interferometrischen und/oder polarisationsabhängigen Information die Leistung des Laserlichtes der mindestens einen Laserlichtquelle regeln. Optional kann sie die physikalischen Parameter dem behandelnden Arzt aber auch nur anzeigen.

In besonderer Ausgestaltung der Lasereinheit kann vorgesehen sein, dass eine weitere Vorrichtung des Gesamtsystems die Betriebsparameter der Regeleinheit über einen zusammenhängenden Behandlungszeitraum als Mess- und Betriebs protokoll aufzeichnet und mit einem Zeitstempel versieht, wobei das Mess- und Betriebsprotokoll in Realzeit oder nach abgeschlossener Behandlung mit Hilfe einer digitalen Signatur versehen wird, wahlweise in einer öffentlichen Blockchain zur nichtveränderlichen Dokumentation aufgenommen wird. Damit lässt sich do kumentieren, dass zu keinem Zeitpunkt die Temperatur am Behandlungsort über ein akzeptiertes Maximalmaß gestiegen ist. Dies kann wichtig sein, um bei kriti schen Operationen, zum Beispiel im Bereich der Neurochirurgie, zu dokumentie ren, dass kein Gewebe in ungewollter und unerwünschter Weise ungewollt über hitzt worden ist und dass die Umgebungsbedingungen bei der Therapie eingehal ten worden sind. Eine solche Vorrichtung verhält sich wie ein Flugschreiber, des sen Daten nicht nachträglich verändert werden können und daher sogar für ge richtliche zwecke auswertbar sind. Aber nicht nur eine Dokumentation zu rechtli chen Zwecken ist damit erreichbar, sondern auch eine Dokumentation der Be triebsparameter, die für eine spätere Nachbehandlung mit identischen Parame tern wiederholt werden kann. Gerade für Patienten, deren Physiologie eine indi viduelle therapeutische Dosis und ein individuelles Vorgehen erfordert, kann die se Dokumentation der Betriebsparameter sehr hilfreich sein, um wiederholtes Experimentieren am Patienten unter der Operation / unter der Therapie zu ver meiden.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine erste Variante des erfindungsgemäßen Apex,

Fig. 2 eine zweite Variante des erfindungsgemäßen Apex,

Fig. 3 eine dritte Variante des erfindungsgemäßen Apex mit gekrümmter Spitze,

Fig. 4 eine vierte Variante des erfindungsgemäßen Apex mit Diffusor,

Fig. 5 eine fünfte Variante des erfindungsgemäßen Apex mit einem Flohlraum, selbst als Diffusor wirkend,

Fig. 6 ein Lasersystem aufweisend einen erfindungsgemäßen Apex an einem Katheter,

Fig. 7 eine erste Variante eines chirurgischen Flandstücks aufweisend einen erfindungsgemäßen Apex,

Fig. 8 eine zweite Variante eines chirurgischen Flandstücks aufweisend einen erfindungsgemäßen Apex.

In Figur 1 ist eine erste Variante des erfindungsgemäßen Apex 1 für eine Licht wellenleiteranordnung 2 skizziert, der Licht 3 von einem proximalen Ende PE zu einem distalen Ende DE leitet. Dieser Apex 1 weist im Wesentlichen eine Torpe doform oder eine Zigarrenform mit einem kreisförmigen Profil P auf, wobei am distalen Ende DE eine atraumatische Spitze S vorgesehen ist, die beim Einführen des Apex 1 , beispielsweise als Teil eines Katheters 120 in die Blutbahn B des menschlichen oder tierischen Körpers K, durch seine Form keine Verletzungen verursacht. Die Form des Profils P kann dabei kreisrund sein, elliptisch oder or ganisch geformt, wobei unter "organisch geformt" die Abwesenheit von Graten und Kanten gemeint ist und sämtliche Flächen mit stetiger Änderung der Krüm mung ineinander übergehen. Am rückwärtigen Ende des Apex 1 befinden sich in dieser Variante drei Aussparungen 4,' 5' und 6' für je einen Lichtwellenleiter 4, 5 und 6. Der Apex umschließt die Lichtwellenleiter 4, 5 und 6 hermetisch dicht. Zur Demonstration des Innenlebens des Apex 1 ist unter dem Apex 1 ein halbierter Apex 1 dargestellt, der durch einen Schnitt A-A entstehen würde. Durch die hal- bierte Form sind zwei optisch wirkende Elemente, nämlich ein in Bezug auf die Lichtausbreitungsrichtung umgekehrter Kegelstumpf 10 und ein auf der Spitze stehender Kegel 11 zu erkennen. Kegelstumpf 10 und Kegel 1 1 sind in den Apex 1 durch Auslassen des entsprechenden Volumens eingeformt. In Bezug auf sich ausbreitendes Licht 3, das zunächst aus einem Lichtwellenleiter 4 in den Apex 1 austritt, der selbst in der Aussparung 4' steckt, bilden die Mantelflächen des Ke gelstumpfes 10 und des Kegels 1 1 spiegelnde Flächen, weil diese in Bezug auf die Ausbreitungsrichtung des austretenden Lichts 3 den Grenzwinkel der Totalre flexion überschreiten. Als Folge davon wird das Licht 3 an den Mantelflächen des Kegelstumpfes 10 und des Kegels 1 1 reflektiert. Dabei ändert das Licht 3 seine Richtung und tritt seitlich in etwa radialer Richtung aus dem Apex 1 heraus. In der untersten Skizze ist der halbierte Apex 1 mit eingelegten Lichtwellenleitern 4, 5 und 6 dargestellt. Der Lichtwellenleiter 4, der hier eine Multimodefaser MMF auf weist, leitet hier hochenergetisches Laserlicht von einem proximalen Ende PE, der Quelle des Laserlichts, zu einem distalen Ende DE des Apex 1. Durch den Kegelstumpf 10 und den Kegel 1 1 tritt das hochenergetische Licht radial aus dem Apex 1 heraus. Beide Kegel 10 und 11 koppeln dabei je einen Teil des durch den Lichtwellenleiter 4 eigestrahlten Lichts aus, wobei die Anordnung der zwei oder mehr Kegel das Teilverhältnis der Auskopplung eines jeden Kegel bestimmt. Die Funktion der beiden anderen Lichtwellenleiter 5 und 6 ist eine andere. Diese bei den Lichtwellenleiter 5 und 6 sind als Singlemodefaser SMF ausgelegt. Sie kön nen an ihrem distalen Ende, das in dem Apex 1 steckt, ein optisches Sensorele ment OS aufweisen bzw. Licht eines in den Apex monolithisch integrierten op tisch sensorischen Elements, z.B. in Form eines integriert optischen oder frei raumoptischen Gitters oder einer optischen Kavität aufnehmen und an die Aus werteeinheit zurückleiten. Beim Einschreiben eines optischen Gitters, zum Bei spiel in Form eines Faser-Bragg-Gitters in einen Lichtwellenleiter 5, 6 wird die Struktur der Faser des Lichtwellenleiters 5, 6 mit einem Kurzeit-Laser verändert, so dass sich der Brechungsindex des Fasermaterials des Lichtwellenleiters 5, 6 an dem mit dem Kurzeit-Laser behandelten Ort geringfügig vom Brechungsindex der Umgebung desselben Fasermaterials unterscheidet. Dadurch findet an der entstehenden Grenzfläche zwischen Bereichen unterschiedlichen Brechungsin dexes eine teilweise Reflexion des durch die Faser des Lichtwellenleiters 5, 6 geleiteten Lichtes statt. Wird der Brechungsindex der Faser des Lichtwellenleiters in kurzen, aufeinanderfolgenden Abschnitten in einem Abstand von l/2 in Bezug auf eine Referenzwellenlänge verändert, so dass sich im Fasermaterial des Lichtwellenleiters 5, 6 Abschnittspaare bilden, die gemeinsam eine Länge von l/2 in Bezug auf eine Referenzwellenlänge haben, so wirkt dieses optische Gitter, zum Beispiel in Form eines Faser-Bragg-Gitters wie eine Antireflexbeschichtung auf einer fotografischen Linse, die jedoch sehr wellenlängenspezifisch ist. Die Referenzwellenlänge wird reflektiert und zur Quelle des Lichtes zurückgesendet. Erwärmt sich nun der Lichtwellenleiter 5, 6 an der Spitze, wo das optische Gitter, zum Beispiel in Form eines optischen Sensorelements eingeschrieben ist, so verändert sich durch die thermische Ausdehnung die Länge der Abschnittspaare, so dass sich die rückreflektierte Wellenlänge ändert. Anhand der Veränderung der rückreflektierten Wellenlänge lässt sich also die Temperatur in dem Apex 1 messen, in dem mit Hilfe einer Sensoreinheit die Wellenlänge des rückreflektier ten Lichtes genau bestimmt wird. Für die korrekte Funktion des so aufgebauten Thermometers ist es nur notwendig, das optischen Gitter, zum Beispiel in Form eines Faser-Bragg- Gitters nur an der Spitze des Lichtwellenleiters 5, 6 einzu schreiben. Oder alternativ kann das optische Gitter integriert oder freiraumoptisch auch direkt im Apex monolitisch integriert sein.

Beim Betrieb des Apex, beispielsweise bei der Behandlung von koronaren Arteri enverschlüssen oder beim Veröden von Gefäßen, heizt sich dieser durch das hochenergetische Laserlicht auf und kann, wenngleich sehr kurzzeitig, Tempera turen von bis zu 1.000°C erreichen. Um eine Überhitzung des Apex zu vermei den, kann eine Regelschleife vorgesehen sein, in welcher das Laserlicht als Heizquelle und die Detektion der Temperatur durch die Sensoreinheit eine Re gelschleife bilden, die weiter unten genauer beschrieben wird. In dem hier ge zeigten Beispiel ist die Tiefe der Aussparung 6' in den Apex 1 hinein deutlich tie- fer als die Tiefe der Aussparung 5'. Die korrespondierende Singlemodefaser mit dem optischen Sensorelement, zum Beispiel in Form eines integriert oder frei raumoptischen Gitters oder einer optischen Kavität oder eines Oberflächenplas- monensensors, reicht so bis in den Bereich, in dem das Licht der Multimodefaser ausgekoppelt wird.

Dadurch ist es möglich, die lokale Temperatur des Apex 1 am Ort des Lichtaus tritts zu messen und die Temperatur des Apex im Bereich der Kopplung mit der Lichtwellenleiteranordnung 2. Alternativ ist es möglich, mit der Singlemodefaser 6 die Temperatur zu messen und mit der Singlemodefaser 5 einen anderen physi kalischen Parameter zu messen, wie zum Beispiel den Druck oder den lokalen pH-Wert.

In Figur 2 ist eine zweite Variante des erfindungsgemäßen Apex 1 für eine Lichtwellenleiteranordnung skizziert, der Licht 3 von einem proximalen Ende zu einem distalen Ende leitet. Dieser hier dargestellte Apex 1 weist im Wesentlichen auch eine Torpedoform oder eine Zigarrenform mit einem kreisförmigen Profil P auf, wobei hier nur die durch den Schnitt durch die Ebene A-A entstehenden hal ben Aufsätze 1 dargestellt sind. Der Apex umschließt die Lichtwellenleiter 4, 5 und 6 hermetisch dicht.

Auch der hier gezeigte Apex 1 weist am distalen Ende eine atraumatische Spitze S auf, die beim Einführen des Apex 1 , beispielsweise als Teil eines Katheters 120 in die Blutbahn B des menschlichen oder tierischen Körpers K durch seine Form keine Verletzungen verursacht. Anders als es bei dem Apex 1 in Figur 1 vorge sehen ist, weist der hier skizzierte Apex 1 asymmetrisch verteilte Elemente auf, nämlich ein Prisma mit senkrechten Seitenflächen 10 und ein weiteres Prisma mit senkrechten Seitenflächen 1 1. Diese sind etwas seitlich zu einer gedachten Ach se des aus dem Lichtwellenleiter 4 austretenden Lichts 3 angeordnet und bilden so als Spiegel wirkende Elemente. Diese als Spiegel wirkenden Elemente Prisma 10 und Prisma 1 1 koppeln das Licht seitlich aus, jedoch mit einer Vorzugsrich tung. Beide Prismen 10 und 11 koppeln dabei je einen Teil des durch die Multi- modefaser 4 eigestrahlten Lichts aus, wobei die Anordnung der zwei oder mehr Prismen das Teilverhältnis der Auskopplung der Prismen bestimmt.

Dieser Apex 1 ist einsetzbar für eine Behandlung von Blutgefäßen, zum Beispiel die Verödung von Venen oder die Verödung von Venenverzweigungen oder in der urologischen Chirurgie zum Therapieren von Tumoren in der Harnröhre oder in der Harnblase, sowie in den Harnleitern als Nierenabflüsse durch eine laser lichtinduzierte Apoptose. Auch in diesem, hier gezeigten Beispiel ist die Tiefe der Aussparung 6' in den Apex 1 hinein deutlich tiefer als die Tiefe der Aussparung 5'. Die korrespondierende Singlemodefaser mit dem optischen Sensorelement, zum Beispiel in Form eines integriert oder freiraumoptischen Gitters oder einer optischen Kavität oder eines Oberflächenplasmonensensors, reicht so bis in den Bereich, in dem das Licht der Multimodefaser ausgekoppelt wird. Dadurch ist es möglich, die lokale Temperatur des Apex 1 am Ort des Lichtaustritts zu messen und die Temperatur des Apex im Bereich der Kopplung mit der Lichtwellenleiter anordnung 2.

Für eine sehr präzise Therapie kann vorgesehen sein, dass die die Anordnung und Größe der optischen Elemente auf der optischen Achse des Apex die Licht verteilung bestimmt, so dass jedem optischen Element eine bestimmte Lichtmen ge / Lichtleistung zugeführt wird. Auch ist es möglich, dass durch einen Lichtmi scher am distalen oder am proximalen Ende verschiedene Lichtquellen miteinan der kombiniert werden. Dies kann zum Beispiel kurzwelliges Licht sein, um abla- tive Prozesse im zu behandelnden Gewebe auszulösen und dazu kann langwelli ges Licht gemischt werden, um licht- und/oder wärmeinduzierte Apoptoseprozes- se im zu behandelnden Gewebe zu induzieren. Eine solche Lichtmischung kann mit sog. "Multimode-Wellenleiter-Combinern" geschehen.

Alternativ ist es möglich, mit der Singlemodefaser 6 die Temperatur zu messen und mit der Singlemodefaser 5 einen anderen physikalischen Parameter zu mes sen, wie zum Beispiel den Druck oder den lokalen pH-Wert. Der Apex 1 aus Figur 2 ist in Figur 3 weiter fortgebildet. In Figur 3 ist eine dritte Variante des erfin dungsgemäßen Apex 1 für eine Lichtwellenleiteranordnung skizziert, der Licht 3 von einem proximalen Ende zu einem distalen Ende leitet. Dieser hier dargestell te Apex 1 weist im Wesentlichen auch eine Torpedoform oder eine Zigarrenform mit einem kreisförmigen Profil P auf, wobei hier nur die durch den Schnitt durch die Ebene A-A entstehenden halben Aufsätze 1 dargestellt sind. Der Apex um schließt die Lichtwellenleiter 4, 5 und 6 hermetisch dicht.

Besonders an der hier gezeigten Variante ist, dass die atraumatische Spitze asymmetrisch ist und in eine Vorzugsrichtung abgeknickt ist. Diese Spitzenform hilft beim Einsatz als Spitze eines Katheters, in Abzweigungen von Blutgefäßen eingeführt zu werden. Auch dieser Apex 1 koppelt durch Elemente Prisma 10 und Prisma 11 Licht 3 seitlich mit einer Vorzugsrichtung aus, wobei auch hier wieder das Auskoppelverhältnis des Lichts wahlfrei auf die beiden Prismen 10 und 1 1 verteilt werden kann Durch die fest stehende Orientierung der Lichtauskopplung im Verhältnis zur abgeknickten, atraumatischen Spitze S ist es leichter, die Vor zugsrichtung des auftretenden Lichtes am Behandlungsort festzustellen. Beim Katheterisieren oder beim Einsatz mit einem chirurgischen Handstück kann die Spitze in einer Gefäßverzweigung durch eine entsprechende Drehstellung fixiert wurden, wobei in diesem Fall die Richtung des ausgekoppelten Lichtes 3 sicher bestimmbar ist und somit durch den Anwender gezielt auf einen Behandlungsort gerichtet werden kann. Wie schon in den vorhergehenden Ausführungsformen ist in dem hier gezeigten Beispiel ist die Tiefe der Aussparung 6' in den Apex 1 hin ein deutlich tiefer als die Tiefe der Aussparung 5'. Die korrespondierende Sin glemodefaser mit dem optischen Sensorelement, zum Beispiel in Form eines in tegriert oder freiraumoptischen Gitters oder einer optischen Kavität oder eines Oberflächenplasmonensensors, reicht so bis in den Bereich, in dem das Licht der Multimodefaser ausgekoppelt wird. Dadurch ist es möglich, die lokale Temperatur des Apex 1 am Ort des Lichtaustritts zu messen und die Temperatur des Apex im Bereich der Kopplung mit der Lichtwellenleiteranordnung 2. Alternativ ist es mög lich, mit der Singlemodefaser 6 die Temperatur zu messen und mit der Sin glemodefaser 5 einen anderen physikalischen Parameter zu messen, wie zum Beispiel den Druck oder den lokalen pH-Wert. In Figur 4 ist schließlich eine vierte Variante des erfindungsgemäßen Apex 1 für eine Lichtwellenleiteranordnung skizziert, der Licht 3 von einem proximalen Ende zu einem distalen Ende leitet. Dieser Apex 1 weist auch im Wesentlichen eine Torpedoform oder eine Zigarrenform mit einem kreisförmigen Profil P auf, wobei am distalen Ende eine atraumatische Spitze S vorgesehen ist, die beim Einführen des Apex 1 , beispielsweise als Teil eines Katheters 120 in die Blutbahn B des menschlichen oder tierischen Körpers K durch seine Form keine Verletzungen verursacht. Der Apex umschließt die Lichtwellenleiter 4, 5 und 6 hermetisch dicht.

Zur Darstellung des inneren Aufbaus ist auch hier nur eine offene Hälfte des Apex 1 dargestellt, der durch einen Schnitt durch die Ebene AA (Figur 1 ) entste hen würde. Im Inneren weist dieser Apex 1 eine Axikonstruktur 12 auf, die durch Dotierung mit nanoskaligen, das heißt mit einer Korngröße von weniger als 100 nm, Partikeln Streulicht erzeugen. Der Kegelstumpf 11 als Axikonstruktur wirkt durch die nanoskaligen Partikel als Diffusor wirkendes Element 12. Damit das Licht gleichmäßig gestreut wird, kann es vorgesehen sein, dass die nanoskaligen Partikel eine enge Korngrößenverteilung aufweisen, die bei einer unterstellten Gaußverteilung der Korngröße eine Standardabweichung von weniger als 20 nm aufweist. Tatsächlich sind Korngrößenverteilungen auf einem RRSB-Netz anders verteilt. Die Gaußverteilung der Korngrößen und die Standardabweichung sind hier näherungsweise gemeint. Schließlich ist auch in dieser Ausführungsform vorgesehen, dass in dem hier gezeigten Beispiel die Tiefe der Aussparung 6' in den Apex 1 hinein deutlich tiefer ist als die Tiefe der Aussparung 5'. Die korres pondierende Singlemodefaser mit dem optischen Sensorelement, zum Beispiel in Form eines integriert oder freiraumoptischen Gitters und/oder einer optischen Kavität und/oder eines Oberflächenplasmonensensors, reicht so bis in den Be reich, in dem das Licht der Multimodefaser ausgekoppelt wird. Dadurch ist es möglich, die lokale Temperatur des Apex 1 am Ort des Lichtaustritts zu messen und die Temperatur des Apex im Bereich der Kopplung mit der Lichtwellenleiter anordnung 2. Alternativ ist es möglich, mit der Singlemodefaser 6 die Temperatur zu messen und mit der Singlemodefaser 5 einen anderen physikalischen Para meter zu messen, wie zum Beispiel den Druck oder den lokalen pH-Wert.

In Figur 5 ist eine fünfte Variante des erfindungsgemäßen Apex 1 für eine Licht wellenleiteranordnung skizziert, der Licht 3 von einem proximalen Ende PE zu einem distalen Ende DE leitet. Dieser Apex 1 weist auch im Wesentlichen eine Torpedoform oder eine Zigarrenform mit einem kreisförmigen Profil P auf, wobei am distalen Ende DE eine atraumatische Spitze S vorgesehen ist, die beim Ein führen des Apex 1 , beispielsweise als Teil eines Katheters 120 in die Blutbahn B des menschlichen oder tierischen Körpers K durch seine Form keine Verletzun gen verursacht. Der Apex umschließt die Lichtwellenleiter 4, 5 und 6 hermetisch dicht.

Zur Darstellung des inneren Aufbaus ist auch hier nur eine offene Hälfte des Apex 1 dargestellt, der durch einen Schnitt durch die Ebene AA (Figur 1 ) entste hen würde. Im Inneren weist dieser Apex 1 eine als Hohlkörper ausgebildete Axi- konstruktur 12' auf. Im Gegensatz zum Aufbau der vierten Variante in Figur 4 er zeugt in diesem Beispiel der ansonsten transparente Apex 1 durch Dotierung mit nanoskaligen, das heißt mit einer Korngröße von weniger als 100 nm, Partikeln Streulicht. Der hohle Kegelstumpf 1 1 der als Hohlkörper ausgebildeten Axikon- struktur 12' bildet für den aus dem Lichtwellenleiter 4 am Fuße des kegel- stump fes 1 1 eine schräge Eintrittsfläche entlang der Mantelfläche des Kegelstumpfes 1 1. Beim Übergang in den dotierten Apex 1 streut das Licht und tritt aus dem Apex 1 aus. Damit das Licht gleichmäßig gestreut wird, kann es auch in dieser Variante vorgesehen sein, dass die nanoskaligen Partikel eine enge Korn- grö- ßenverteilung aufweisen, die bei einer unterstellten Gaußverteilung der Korn größe eine Standardabweichung von weniger als 20 nm aufweist. Tatsächlich sind Korngrößenverteilungen wie schon in dem vorhergehenden Beispiel auf ei nem RRSB-Netz anders verteilt. Die Gaußverteilung der Korngrößen und die Standardabweichung sind hier näherungsweise gemeint. Schließlich ist auch in dieser Ausführungsform vorgesehen, dass in dem hier gezeigten Beispiel die Tie fe der Aussparung 6' in den Apex 1 hinein deutlich tiefer ist als die Tiefe der Aus- sparung 5'. Die korrespondierende Singlemodefaser mit dem optischen Senso relement, zum Beispiel in Form eines integriert oder freiraumoptischen Gitters und/oder einer optischen Kavität und/oder eines Oberflächenplasmonensensors, reicht so bis in den Bereich, in dem das Licht der Multimodefaser ausgekoppelt wird. Dadurch ist es möglich, die lokale Temperatur des Apex 1 am Ort des Lichtaustritts zu messen und die Temperatur des Apex im Bereich der Kopplung mit der Lichtwellenleiteranordnung 2. Alternativ ist es möglich, mit der Singlemo defaser 6 die Temperatur zu messen und mit der Singlemodefaser 5 einen ande ren physikalischen Parameter zu messen, wie zum Beispiel den Druck oder den lokalen pH-Wert.

In Figur 6 ist schließlich eine Lasereinheit 200 dargestellt, welches Laserlicht aus mindestens einer Laserlichtquelle LD, hier Laserdioden, von einem proximalen Ende zu einem distalen Ende schickt. Dazu weist die Lasereinheit 200 einen ers ten Lichtwellenleiter 4 auf, und zwei weitere Lichtwellenleiter 5 und 6, die über einen entsprechenden Verbinder V zu einer Lichtwellenleiteranordnung 2 zu sammengefasst sind. Die Lichtwellenleiteranordnung 2 wirkt zusammen mit ei nem Apex 1 als Katheter 120, wobei der Apex 1 als distales Ende des Katheters 120 in die Blutbahn B eines tierischen oder menschlichen Körpers K eingeführt werden kann, um im Gefäßsystem des Patienten das Laserlicht der Lasereinheit 200 therapeutisch anzuwenden. In der Lasereinheit 200 ist mindestens eine hochenergetische Laserlichtquelle LD angeordnet, die über einen Multimodemi scher MMC (engl. Multi Mode Combiner) das Licht der mindestens einen hoch energetischen Laserlichtquelle LD in den Lichtwellenleiter 4 einkoppelt. Dabei können die Lichter der verschiedenen Laserlichtquellen LD auch verschiedene spektrale Zusammensetzungen aufweisen. Durch das im Apex 1 ausgekoppelte Licht 3 erhitzt sich der Apex 1 auf Temperaturen bis zu 1.000°C. Um zu vermei den, dass der Apex den Patienten innerlich verbrennt, ist vorgesehen, dass über die Lichtwellenleiter 5 und 6, die als Singlemodefasern SMF aufgebaut sind und im Bereich innerhalb des Apex ein optisches Sensorelement, zum Beispiel in Form eines optischen Gitters aufweisen, die Temperatur des Apex 1 gemessen wird. Speziell soll damit bei Verwendung von polymeren Materialien oder

Ormoceren gesteuert werden, dass die Temperaturen im Apex 1 immer hinrei chend weit unter der Schmelztemperatur des entsprechenden Materials bleiben. Dazu wird Licht in die Lichtwellenleiter 5 und 6 gesendet, die durch die tempera turbedingte Veränderung des optischen Sensorelements, zum Beispiel in Form eines integriert oder freiraumoptischen Gitters und/oder einer optischen Kavität und/oder eines Oberflächenplasmonensensors, ein temperaturspezifisches Sig nal zu einer Sensoreinheit SE in der Lasereinheit 200 zurücksenden. Diese Sen soreinheit SE ist mit einer Regeleinheit RE gekoppelt, die auf den Multimodemi scher oder auf die Laserlichtquellen LD einwirkt. Auf diese Weise bildet sich eine geschlossene Regelschleife, nämlich Laserleistung, die in dem Apex 1 in Wärme umgewandelt wird, die anhand der Messung der Temperatur zur Lasereinheit zurückgesendet wird und dort über die Regeleinheit wieder auf die Laserleistung wirkt.

In Figur 7 ist eine erste Variante eines chirurgischen Handstücks 100 dargestellt, aufweisend einen erfindungsgemäßen Apex 1 , der Licht 3 aus einer Lichtwellen- leiteranordung 2 das Licht 3 zum Behandlungsort leitet. Zur Applikation führt der Nutzer das chirurgische Handstück 100 mit dem Apex 1 in eine entsprechende Körperhöhlung, in einen Schnitt in den geöffneten Körper oder in ein Gefäß, wo das Licht 3 zur Therapie entsprechend austritt. Dieses chirurgische Handstück eignet sich zur therapeutischen Anwendung von hochenergetischem Laserlicht im Bereich der urologischen Chirurgie, im Bereich der photodynamischen Thera pie und der interstitiellen Lasertherapie. Schließlich ist es auch möglich, bei spielsweise den Apex aus Figur 2 mit dem hier dargestellten chirurgischen Hand stück zu nutzen, beispielsweise für eine nicht-invasive therapeutische Behand lung oder Beleuchtung.

In Figur 8 ist eine zweite, spezielle Variante eines chirurgischen Handstücks 1 10 dargestellt, aufweisend einen erfindungsgemäßen Apex 1 ", der Licht 3 aus einer Lichtwellenleiteranordung 2 das Licht 3 zum Behandlungsort leitet. Das hier dar gestellte Handstück weist einen Apex 1 " auf, das eine konkave Oberfläche auf- weist und daher als Applikations-Apex zur therapeutischen Behandlung eines Glaukoms geeignet ist. Zur Applikation führt der Nutzer das chirurgische Hand stück 100 mit dem Apex 1 " auf das Auge des Patienten wo das Licht 3 zur The rapie des Glaukoms entsprechend austritt. Die exakte Applikation und der Zielort der hochenergetischen Lichtstrahlung ist dabei der therapeutischen Kunst des behandelnden Arztes überlassen.

Für eine atraumatische Gestaltung des Endes ist es vorgesehen, dass das Ende aufgeschmolzen ist und dadurch eine linsenförmige Struktur der Oberfläche aus bildet. Bei einem Durchmesser von weniger als 100 pm ist der Begriff "atrauma- tisch" kaum noch sinnvoll anzuwenden, da eine Spitze mit diesem kleinen Durchmesser stets das Potential hat, eine feine Aderwand zu durchbrechen.

B E Z U G S Z E I C H E N L I S T E

Apex 110 chirurgisches Handstück ' Apex 120 Katheter

" Apex

Lichtwellenleiteranordnung 200 Lasereinheit

Licht

Lichtwellenleiter BG Blutgefäß

' Aussparung C Cladding

Lichtwellenleiteranordnung DE distales Ende

' Aussparung OS optisches Sensorelement Lichtwellenleiter K Körper

' Aussparung LD Laserdioden MMC Multimo0 Kegel demischer MMF Multimo defaser

1 Kegelstumpf

P Profil

2 als Diffusor wirkendes Ele

ment, Axikonstruktur PE proximales Ende 2' als Hohlkörper ausgebildete RE Regeleinheit

Axikonstruktur S Spitze

3 als Spiegel wirkendes Ele SE Sensoreinheit

ment SMF Singlemodefaser

0 koaxialer Lichtwellenleiter TF Trägerfaser

0 exzentrischer Lichtwellenlei V Verbinder

ter

00 chirurgisches Handstück